光滑及粗糙壁面明渠湍流流动数值模拟

利用FLUENT软件对光滑及粗糙壁面明渠湍流流动进行数值模拟,分析了断面分区结构及流速分布、湍动强度分布、壁面切应力及摩阻流速。数值离散方法为有限体积法,自由表面的处理采用简单的"刚盖"假定,固壁面处理采用壁面函数法。将数值计算结果与物理模型试验结果作了比较,发现两者吻合得较好,表明FLUENT软件在计算明渠湍流过程中能够得到很好的模拟效果。     

基于FLUENT的小尺度粗糙明渠紊流数值模拟

采用计算流体动力学软件FLUENT 对一小尺度粗糙明渠紊流进行数值模拟研究,得到了不同水深的垂向流速分布、壁面切应力以及摩阻流速值,并将数值计算结果与物理模型实验结果作了比较,发现两者符合得较好,从而验证了FLUENT 用于计算小尺度粗糙明渠紊流的有效性.由于计算机性能的限制,无法得到粘性底层和过渡层的"真实"流速分布,有待今后进一步研究.     

多出水口蓄水池的三维数值模拟

本文运用FLUENT软件对不规则蓄水池在3种不同流量下的水流流场进行了数值模拟,得出不同流量下流场中不同点沿水深方向的流速分布,并将数值计算结果与物理模型实验结果进行比较,发现两者比较吻合.表明:FLUENT软件模拟不规则蓄水池水流流场是基本可行的.     

波状床面消力池的流速分布和壁面阻力系数

根据S.A.Ead和N.Rajaratnam(2002)对波状床面消力池流速、边界层厚度和壁面阻力的试验成果,通过对试验资料的分析,研究波状床面消力池断面流速分布和最大流速沿程变化的规律;根据边界层理论,研究波状床面消力池边界层的发展和壁面阻力系数的变化规律。研究表明:波状床面消力池的断面流速分布具有相似性和分区性,断面流速具有同一分布规律,各断面以最大流速为界,将其分为边界层区域和混合区域,在边界层区,流速沿垂线不断增大,在混合区,垂线流速不断减小;消力池的最大流速沿程逐渐衰减;波状床面消力池的边界层厚度远大于光滑壁面的边界层厚度;壁面阻力系数大于光滑壁面的阻力系数。提出了断面流速和沿程最大流速的计算公式和波状床面消力池边界层厚度和壁面阻力系数的计算方法。对所提出的公式与S.A.Ead和N.Rajaratnam(2002)的试验成果进行了对比分析,验证了计算方法的正确性。     

多出水口蓄水池的三维数值模拟

本文运用FLUENT软件对不规则蓄水池在3种不同流量下的水流流场进行了数值模拟,得出 不同流量下流场中不同点沿水深方向的流速分布,并将数值计算结果与物理模型实验结果进行比较, 发现两者比较吻合。表明:FLUENT软件模拟不规则蓄水池水流流场是基本可行的。     

溃坝水流模拟方法的对比分析

采用FLUENT软件与光滑粒子流体动力学法(SPH)分别对溃坝水流进行数值模拟,对比分析溃坝水流的流动形态、流速及水位变化.结果表明,两者较为一致地反映了溃坝水流的流动过程及流体的速度场,其中SPH方法能精确地捕捉自由液面,所得自由水面附近结果更为准确;FLUENT所计算的流速、水位等数据更加精确,能很好地体现水流的表面张力.分析两种方法各自的优缺点和适用性,使其在面对复杂的工程实际问题时发挥更大的作用,促进溃坝洪水数学模型的应用与发展.     

模袋混凝土渠道糙率影响因素数值模拟研究

以模袋混凝土衬砌渠道为研究对象,使用FLUENT数值模拟软件对测流渠道建立二维模型,加载速度、压力和壁面粗糙度等边界条件,模拟渠道的流场,得出同一流量时不同水深的断面流速分布图。研究流量、流速与糙率的关系,以期在实际工作中为正确选择糙率系数提供依据。结果表明:对于模袋混凝土衬砌渠道,流速和流量是糙率的影响因素,通过数据相关性分析,糙率与流速、流量成负相关关系;沿渠底向水面的方向,流速逐渐增大,但是最大流速发生在水面以下,并且横向水流从渠道边壁向中央流动,导致较大流速集中在中间区域。     

氧化沟流场的三维数值模拟

利用FLUENT软件对氧化沟流场进行三维数值模拟时,采用滑移壁面模型定义转盘的转动和Reynolds应力模型模拟湍流变化,并利用充足的氧化沟流场三维实测数据进行验证。数学模型能精确的模拟出氧化沟直道段各断面的流速分布及流场的沿程变化情况,能有效地模拟出弯道流场的三维特性以及断面环流的形成和发展。模拟结果和实测数据吻合情况良好。     

混凝土三通管流速及压强分布特性模拟研究

为研究混凝土三通管内水流流速及压强的特性,针对实际工程中常见的混凝土三通管,运用CFD计算方法及流体动力学软件FLUENT进行数值模拟,采用Navier-Stokes方程和连续性方程求解,分析内部流速及压强的变化特征,得出最优结构形式,为实际工程施工及设计提供技术支撑。     

压力场桥梁挠度监测新方法的流体动力学分析

桥梁结构安全监测已经成为日益关注的问题.本文对作者最新研发、应用在桥梁结构安全监测中的新型压力场挠度监测系统的性能进行流体动力学分析,应用大型流体专用有限元计算软件FLUENT计算连通管在模拟实际桥梁挠度产生的情形下,计算得到的各个监测点的压强值与其挠度的相关性.经分析发现,该系统利用压强变化是可以很精确地监测到挠度变化的,并且监测发生的比较慢、幅度比较小的挠度时精度更高,实际工程中使用的镀锌钢管的壁面粗糙度也不会影响管内流动及系统精度.